[实用新型]一种三轴转台的姿态传感器测试系统

说明书

技术领域

本实用新型属于测量设备技术领域，具体涉及一种三轴转台的姿态传感器测试系统，应用于姿态传感器的检测、数据标定以及误差建模。

背景技术

姿态传感器是基于MEMS(英文全称为：Micro-Electro-MechanicalSystem，中文名称为：微机电系统)技术的高性能三维运动姿态测量系统，主要包括加速度传感器和陀螺仪，加速度传感器通过重力加速度得到姿态倾斜角，陀螺仪用来测量姿态的角速度。在机器人平衡控制、汽车定位以及各种船载或车载稳定平台的角度测量等许多领域都需要测得载体姿态信息，姿态传感器应用越来越广泛，需要专门的测试平台对姿态传感器的性能进行测试和分析，而针对这方面的设计和研究还很少。

目前，测量MEMS姿态传感器的运动学参数精度并无简单易行的办法，国内许多学者通常是利用软件来提高MEMS姿态传感器的精度，在硬件测试方面主要是通过带有可控环境箱的速率转台完成速率测试，而将转台封闭在环境箱内加以观测可实现温度测试。速率转台能够确定陀螺仪及相关电子控制电路对施加于其敏感器输入轴的振荡旋转的频率响应特性。加速度计的性能检查可以使用精密分度头完成。然而，以上方法都只能进行一项或者两项测试，并不能模拟综合测试。

现有的三轴多功能转台虽然能够模拟多种运动状态，进行综合试验，但它在实际应用时仍存在很多误差，包括铅垂度误差、倾角回传误差、零位误差、外环轴的角速率误差以及轴线垂直度误差等，然而三轴多功能转台对轴系回转精度、定位精度、测角精度的要求很高，如果一味追求高精度的设计要求会使转台成本很高，因此，研制一款低成本、高精度、能满足综合测试要求的新型三轴转台势在必行。

鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种三轴转台的姿态传感器测试系统，生产成本小、精度高、操作简单、能满足惯性器件多种测试功能。

本实用新型的目的是这样来达到的，一种三轴转台的姿态传感器测试系统，其特征在于：包括一底座和一活动安装在底座上方的U型方位框；一方位直流力矩电机，所述的方位直流力矩电机设置在底座内并且位于所述的方位框的正下方，方位直流力矩电机通过方位轴与方位框连接安装；一中环框，所述的中环框套设在方位框内且通过左右两侧的中环轴与方位框的侧壁活动连接，中环框和方位框位于同一平面内；一对方位框立座，所述的一对方位框立座分别在对应中环轴的位置与方位框的外侧壁固定安装；一中环直流力矩电机，所述的中环直流力矩电机设置在一对方位框立座的其中一方位框立座内，中环直流力矩电机通过对应侧的中环轴与中环框连接安装；一分度转台，所述的分度转台活动安装在中环框的框底内壁的中央位置；一转台直流力矩电机，所述的转台直流力矩电机在对应分度转台的正下方的位置与中环框的框底外壁固定安装，转台直流力矩电机通过转台轴与分度转台连接安装；一电机控制单元，所述的电机控制单元分别与方位直流力矩电机、中环直流力矩电机以及转台直流力矩电机电连接。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的电机控制单元包括上位机、PMAC运动控制卡、光电编码器以及伺服驱动单元，所述的光电编码器的数量有三个，分别安装在方位直流力矩电机、中环直流力矩电机以及转台直流力矩电机的电机旋转轴上，所述的上位机与PMAC运动控制卡电连接，所述的PMAC运动控制卡分别与三个光电编码器以及伺服驱动单元电连接，所述的伺服驱动单元分别与方位直流力矩电机、中环直流力矩电机以及转台直流力矩电机电连接。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的方位直流力矩电机、中环直流力矩电机以及转台直流力矩电机均采用永磁式直流力矩电机。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的底座为圆台箱体，且在左右两侧的壁体上开设有观察窗。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的中环框为上端开口的矩形框。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的一对中环轴的其中一中环轴上套设有导电滑环，测试系统通过该导电滑环与外部电源电连接。